稀有气体是如何分离出来的
发布日期:2022/8/19 17:13:44发布人：安徽旺山旺水特种气体有限公司阅读量：188
从原料气中提取氩、氖、氦、氪和氙气的气体分离设备。
氩提取设备
图为氩提取设备的工作原理，它的工作过程是：从空气分离设备的精馏塔的上塔中部氩浓集区抽取含氩 8～12％的氩馏分，作为原料气，并把它导入粗氩塔进行预分离，获得粗氩（大致组成为含氩96％，含氧1.5％，含氮2.5％）。粗氩在换热器复热后被氩压缩机加压，并通过钯触媒催化器用加氢法除去氧；然后经冷却器、氟利昂冷却器、水分离器并由分子筛干燥器吸附水分而变为工艺氩。工艺氩重新进入另一换热器，被冷却后进入精氩塔进行氩氮精馏，从而变为高纯度液氩（含氩99.999％），并注入精液氩贮槽。最后，精液氩被液氩泵加压至要求的使用压力，并在气化器中加热气化后，即可充瓶或通过管道输运到使用点。
这种设备的工作原理是先加氢除氧，然后在精氩塔中分离氮和氩；也可以利用分子筛吸附器，在液氧或液态空气的蒸发温度下同时吸附粗氩中的氧和氮，获得含氩为99.99％的精氩气，再用膜式压缩机加压充瓶。合成氨弛放气中含氩3～8％，也可设置氩塔提取氩。
氖、氦提取设备
氖、氦提取设备的工作原理为：从空气分离设备精馏塔的下塔顶部冷凝蒸发器的氖、氦浓集区抽取原料气(其组分除氖、氦外还有氮和少量氢)，然后将原料气导入粗氖、氦塔，在深低温下将氖、氦气浓缩和预分离，获得粗氖、氦混合气（组分为含氖和氦50～60％，其余为氮和氢）。混合气在换热器复热后通往催化器，用加氧法除氢，再用吸附器清除所生成的水。混合气中的氮和少量氧用冷凝器和吸附器在深低温下除去，从而获得纯的氖、氦混合气。以上所述是工作的步。第二步工作是把氖、氦分离，把氖、氦混合气在压缩机中加压后通入预冷器和液化器，在此经降温后通入节流阀，获得液氖和粗氦气。液氖中含有少量氦，液氖在精馏塔中与少量氦分离，获得高纯度氖(含氖99.99％)。粗氦气则用活性碳吸附器在低温下去掉氖，从而制得高纯度氦（含氦99.99％）。从空气分离设备中提取氦，因含量极微，产量少，成本高；需要大量氦气时主要从天然气中提取，只要天然气中含氦高于0.2％就有提取的价值。对于氖气，只能从空气分离设备中提取。
氪、氙提取设备
从原料气（或液体原料）中提取氪、氙的气体分离设备。它的工作原理为：从空气分离设备精馏塔的上塔底部抽取一部分液氧作为原料（溶解在液氧中的氪、氙含量通常只有百万分之三十到四十），在氪塔中，通过蒸发，使其浓缩近百倍，但同时甲烷和少量乙炔也被增浓，从塔底排出的称为贫氪，经升温后导入催化器中，除去碳氢化合物，生成的水和二氧化碳，再经分子筛吸附掉。贫氪导入第二氪塔，在深低温下预分离，在塔底获得粗氪、氙混合液体(含氪和氙约50％)。为了进一步浓缩，粗氪、氙液体要加以气化升温，用催化器和分子筛吸附器清除碳氢化合物、水和二氧化碳，以免产生爆炸。然后，粗氪、氙在第三氪塔中用间歇操作法作再次预分离，获得工艺氪和工艺氙(纯度约为99％)。工艺氪通入除氧器后获得高纯度氪(含氪 99.99％)。工艺氙经升温后在催化器中除去甲烷、氧、氢等易爆杂质，最后还要经过两道手续：道是在装有金属吸气剂的吸收器中吸收氧化亚氮和微量甲烷、氧、氮；第二道用活性碳吸附器吸附氙，清除微量杂质后，经过解吸获得高纯度氙（含氙99.99％）。
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